Your Federal Quarterly Tax Payments are due April 15th Get Help Now >>

Basic Electronics for Automation Engineering by malj

VIEWS: 8 PAGES: 19

									Basic Electronics for Automation Engineering
     Student Name:Mr.Thanik Kittisattayakul
     Student ID: 53010690
     Program: Automation Engineering
     Homework no.: 2
     Date of Assignment: May 31, 2011
     Date of Submission: June 5, 2011
ลอจกเกตพนฐาน (BASIC LOGIC GATES)
         เครองคอมพวเตอร เครองคำนวณเลข
   และอปกรณทางดจตอลมากมายทสามารถทำงานใหกบมนษย
   ไดอยางนาอศจรรยนน
   ลวนประกอบขนจากออปกรณและวงจรทางดจตอล
   ทมการทำงานในลกษณะของลอจกและวงจรดจตอลนน
   จะมสวนประกอบพนฐาน คอ ลอจกเกต (Logic gate)
   ซงจะมการทำงานเหมอนระบบ เลขไบนาร (มเลข 0 กบเลข 1) ดงนน
   บคคลทตองทำงานหรอเกยวของกบระบบดจตอลอเลกทรอนกส
   จำเปนอยางยงทจะตองเขาใจและใชงานไดอยางถกตองของการทำงาน
   แบบไบนารของลอจกเกต (logic gate)
     ในสวนนจะศกษาการทำงานของลอจกเกตพนฐาน เชน AND, OR,
การกระทำทางลอจกพนฐาน

   สำหรบตวแปรลอจกดงทไดกลาวมาแลว
เราสามารถนำมากระทำกนดวยตวกระทำทางลอจกพนฐาน ม 3 แบบ คอ
 .1 การคณทางลอจก เรยกวา การคณแบบ AND หรอ การกระทำ AND
มสญลกษณ คอ เครองหมายคณแบบจด (.)
 .2 การบวกทางลอจก เรยกวา การบวกแบบ OR หรอ การกระทำ OR
มสญลกษณ คอ เครองหมายบวก (+)
 .3 การคอมพลเมนตทางลอจก หรอการกลบคา เรยกวา การกระทำ NOT
มสญลกษณคอขดบน ( - )
                               การกระทำ AND
                                  ถากำหนดให A และ B แทนตวแปรอนพตทงสอง ถาตวแปร A
                               มากระทำแบบ AND กบตวแปร B ไดผลลพธ เป X ทำใหเขยนสมการ ลอจก
                               (ทางดานเอาตพต x) ไดดงน X = A.B จากสมการลอจก เครองหมาย ( . )
                               กคอการคณแบบ AND
ตารางความจรงและสญลกษณของ AND   ซงสามารถเขยนตารางความจรงและสญลกษณไดดงรป
Gate                           เมอพจารณาจากตารางความจรง จะเหนวาการคณแบบ AND
                               เหมอนกบการคณทางพชคณตธรรมดา เมอใดกตามท A และ B เปน 0
                               จะไดผลคณเปน 0 แตถา A และ B เปน 1 จะไดผลคณเปน 1
                               ดงนนจากเหตผลดงกลาว เราสามารถสรปไดวา การกระทำแบบ AND นน
                               จะไดผลคณ เปน 1 กตอเมอ อนพตทงหมดจะตองเปน 1 สำหรบกรณอนๆ
                               นอกจากน จะไดผลลพธเปน 0 จากสมการ X = A.B อานวา "X" เทากบ A
                               AND B สำหรบเครองหมายคณนน
                               เราสามารถเขยนใหมใหเหมอนพชคณตธรรมดาจะได X = AB
                               เนองจากวาการกระทำแบบแอนเหมอนกบการคณทางพชคณ
                               ตธรรมดานนเอง ถาเราจะใหระดบลอจกทอนพตควบคม (กคออนพต B)
                               เปน 0 จะทำใหเอาตพต เปน 0 สภาวะการทำงานในลกษณะนเรยกวา Inhibit
                               Condition แตถาเราใหอนพตควบคม (B) เปน 1 กสามารถทำใหรปคลน A
การกระทำ OR
  กำหนดให A และ B แทนตวแปรอนพตทงสอง ถาตวแปร A มากระทำแบบ OR กน กบตวแปร B
ไดผลลพธเปน X ทำใหสามารถเขยน สมการลอจก (ทางเอาตพต) ไดดงน X = A+B
  จากสมการลอจก เครองหมาย + ไมใชเปนการบวกเลขแบบธรรมดา แตจะเปนการบวกแบบ OR
ซงสามารถเขยนเปนกฎเกณฑไดตามตารางความจรง
         จากตารางความจรง จะเหนวาเหมอนกบการบวกเลขธรรมดา เชน 0+0=0, 0+1=1, 1+0=1,
ยกเวนในกรณเมอ A = B = 1 จะไดผลบวกเปน 1+1=1 (ไมใชเปน 2 เหมอนกบการบวกเลขแบบธรรมดา)
ดงนนเราสามารถสรปไดวาการบวกแบบ OR จะใหผลลพธ ทเอาตพตเปน 1 กตอเมอ
ตวแปรใดตวแปรหนงทอนพตเปน 1 และจะใหผลลพธทเอาตพตเปน 0 กตอเมอตวแปรทอนพตทงหมด เปน
0เทานน
  จากสมการลอจก X=A+B อานวา "X" เทากบ A OR B สงทสำคญกคอ เครองหมาย + หมายถงการบวกแบบ
OR ไมใชการบวกเลขแบบธรรมดา



                        ตารางความจรงและสญลกษณของ OR Gate
 




    ตารางความจรงและสญลกษณของ NOT Gate
 




    ตารางความจรงและสญลกษณของ NOR Gate
AND Gates vs. NOR Gates

 เมอกำหนดตวแปร A และB ใหมคาตางๆตามตารางจะพบวา
 outputทไดจะตรงกนขามโดยสนเชง
วงจรเรยงกระแสแบบครงคลน (Half Wave Rectifier)
        วงจรเรยงกระแสแบบครงคลน จะเปนวงจรททำหนาทตดเอาแรงดนไฟสลบท
ปอนเขามา อาจเปนครงบวกหรอครงลบแลวแตการจดวงจรไดโอด
แรงดนทสงออกเอาทพทจะเปนชวงๆ คอ ชวงมแรงดนและชวงไมมแรงดนสลบกนไป
วงจรประกอบดวยไดโอดตวเดยวดงรปการทำงานของวงจร
ไฟกระแสสลบจะมาปรากฏทขาแอโนด โดยไดโอดจะยอมใหกระแสไหลผานไดทางเดยว
คอชวงทไดรบไบอสตรง ดงนนวงจรจะมกระแสไหลเพยงชวงบวกของไฟสลบเทานน
ถาชวงลบจะไมมกระแสไหล
แรงไฟตรงทเอาทพทนยงนำไปใชงานในวงจรอเลกทรอนกสไมได
เพราะเปนไฟตรงทไมเรยบพอ (Pulse D.C) จงตองมการกรอง (Filter)
ใหเรยบโดยใชตวเกบประจทำหนาทกรอง
    วงจรเรยงกระแสแบบเตมคลน (Full Wave Rectifier)
       วงจรเรยงกระแสเตมคลน
จะสามารถเรยงแรงดนไฟสลบใหออกเอาทพทไดทงชวงบวกและ
ชวงลบของแรงดนไฟสลบท ปอนเขามาทอนพทของวงจร
โดยไมมสวนใดของแรงดนไฟสลบถก ตดทงไป ลกษณะของวงจรจะใชไดโอด 2 ตว
ทาหนาทแปลงสญญาณไฟสลบเปนสญญาณไฟตรง
โดยมหมอแปลงไฟฟาแบบมแทปกลาง (Center Trap)
ทาหนาทแบงเฟสใหเกดการตางเฟสกน 180 องศา
ระหวางสญญาณทออกจากสวนบนและสวนลางของขดทตยภมของห
มอแปลงเพอใหไดโอด ทง 2 ตวสลบกนทางาน                  VDC (full wave) = 0.636 VP

ดงนนวงจรจงสามารถจายกระแสไดเรยบและสงกวาวงจรเรยงกระแสแบบครงคลน
ขอแตกตางของ Half และ Full wave rectifier
        วงจรฮาลฟเวฟจะสามารถจายกระแสใหกบกบโหลด
 ไดเพยงในชวงไซเคลทเปนบวกเทานน
 ดงนนวงจรนจงใชจายกระแสใหโหลดไดไมเตมทนก
        แตขอเสยของวงจรฮาลฟเวฟเรคตไฟเออรสามารถแกไขได
 โดยการใชวงจรทเรยกวา วงจรฟลเวฟเรคตไฟเออร วงจรนจะตองใชไดโอด 2
 ตวในวงจร
 เพอจะใหไดโอดเกดการนำกระแสตวละครงไซเคลของไฟฟากระแสสลบ
 ดงนนวงจรจะสามารถจายกระแสไฟตรงไดเรยบ
 และจายกระแสไดสงกวาแบบวงจรฮาลฟเวฟเรคตไฟเออรดวย
วงจรคลปเปอรและแคลมปเปอร (Clipper and Clamper Circuits)


         เปนวงจรทใชสำหรบการปรบแตง waveform
  ของสญญาณโดยการตดสญญาณบางสวนและปรบ ระดบ DC
  ของสญญาณโดยใชวงจร Clipper และClamper ตามลำดบ
         การตดระดบแรงดนสวนเกนสามารถทำไดโดยใชวงจรคลป
  เปอร แตถาหากตองการเพม
  หรอยกระดบแรงดนสามารถทำไดโดยใชวงจรแคลมปเปอร
วงจรคลปเปอร (Clipper Circuit)
 วงจร Clipper บางครงเรยกวาวงจรจากดระดบ (limiter circuit)
 ใชในการตดสญญาณทสงหรอตำกวาระดบอางอง
 ประโยชน คอ
 ใชสาหรบควบคมแรงดนทเขาสวงจรใหอยในระดบทไมทำลายหรอสรางค
 วามเสยหายแกวงจรทางไฟฟาถดมา
 วงจร clipper
 ใชไดโอดตดสญญาณบางสวนออกโดยสญญาณสวนทเหลอมลกษณะเหมอนเดม
 วงจร clipper มอย 2 ประเภท
 n Series clipper จะตอไดโอดอนกรมกบขววด vo แบงได 2แบบคอ
    Simple: ไมตอไฟตรงอนกรมกบไดโอด Biased: ตอไฟตรงอนกรมกบไดโอด
 n Parallel clipper จะตอไดโอดขนานกบขววด vo แบงได 2แบบคอ
 q Simple: ไมตอไฟตรงอนกรมกบไดโอด Biased: ตอไฟตรงอนกรมกบไดโอด
ลกษณะของการตดสญญาณวงจร


             Clipper Circuit
Series clipper จะตอไดโอดอนกรมกบขววด vo




            Simple Series Clipper         Biased Series Clipper
Parallel clipper จะตอไดโอดขนานกบขววด vo




        Simple Parallel Clipper           Biased Parallel Clipper
Clamper Circuits
วงจรเปลยนระดบแรงดนอางองสญญาณ ลกษณะสำคญของClamper
คอจะเปลยนแรงดนอางอง สงขน หรอ ตำลง
แตคา Vp-p Input จะเทากบ Vp-p Output เสมอ
สวนประกอบวงจร Clamper
• Silicon / Ideal Diodes
• Resistor
• Ideal Capacitor
Ideal Capacitor คอ C ขนาด ใหญมากๆ อดประจไมจำกด
เมออดประจ เตมแลว จะรกษาประจไวใหแรงดนคงท
กราฟแสดงลกษณะการเปลยนระดบแรงดนอางองสญญาณ


                Clamper Circuits
                     Clamper Circuits
                                             - C ทำหนาทเกบแรงดนคงท
                        Ideal                - Diode
                                                เปนสวทชใหกระแส
                                                ไหลอดประจ

1. หาเงอนไขไดโอด ON นำกระแสอดประจ C
  - Assume Vc = 0 (Initial) - Diode On เมอ vi > 0V
                                2. เขยนวงจรหา Vc วาถก Charge
                                ทแรงดนสงสดกโวลท
                                       ได Vc = V
                      Clamper Circuits
   .3เมอ C ถกอดเตมทแลว ไดโอดจะ OFF เนองจาก Vc
  ออกแรงตานกระแสในวงจร ( vD ≤ 0V )

  คด Ideal C  Vc = คาคงท
  ไดโอดจะไม ON อก
   KVL หาสมการ vo : vo = vi – Vc = vi – V


Vp-p = 2V             0 ref
                                 Vp-p = 2V      -Vref
                                                        19

								
To top